package study.数据结构.线性结构.栈;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class PolandNotation {

    public static void main(String[] args) {


        //先定义一个逆波兰表达式
        //(3+4)*5-6 =》  3 4 + 5 * 6 -
        //为了方便，逆波兰表达式的数字和符号使用空格隔开
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 26 -";
        //思路
        //1、先将 suffixExpression =》放到ArrayList中
        //2、将ArrayList 传递给一个方法  ，遍历ArrayList 配合栈完成计算

        List<String> list = getListString(suffixExpression);
        System.out.println(list);

        int res = calculate(list);
        System.out.println("运算结果为" + res);


        //完成将一个中缀表达式转后缀表达式的功能
        //例如(3+4)*5-6 =》  3 4 + 5 * 6 -
        //因为直接对str进行操作，不方便，因此先将中缀表达式装入List
        //将得到的中缀表达式的list 转换成后缀表达式对应的list
        String infixExpression = "(30+2)*6-2";
        List<String> strings = toInfixExpressionList(infixExpression);
        System.out.println("中缀表达式对应的list="+strings);
        List<String> parsuSuffixExpressionList = parsuSuffixExpressionList(strings);
        System.out.println("后缀表达式对应的list="+parsuSuffixExpressionList);
        int calculate = calculate(parsuSuffixExpressionList);
        System.out.println("中缀转后缀运算结果为："+calculate);
    }

    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符放入ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression) {
        //将suffixExpression分割
        String[] str = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<>();
        for (String s : str) {
            list.add(s);
        }
        return list;
    }

    //完成对逆波兰表达式的运算
    public static int calculate(List<String> ls) {
        //创建栈,只需要一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        //遍历  List
        for (String item : ls) {
            //这里使用正则表达式来取出数
            if (item.matches("\\d+")) { //匹配的是多位数
                //入栈
                stack.push(item);
            } else {
                //从栈中pop出两个数，并运算,再入栈     减和除是 第二个弹出的数运算第一个弹出的数
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                switch (item) {
                    case "+":
                        res = num1 + num2;
                        break;
                    case "-":
                        res = num2 - num1;  //注意顺序
                        break;
                    case "*":
                        res = num1 * num2;
                        break;
                    case "/":
                        res = num2 / num1;
                        break;
                    default:
                        throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res入栈
                stack.push(res + "");
            }
        }
        //最后留在栈中的就是结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());

    }

    //将中缀表达式转成对应的list
    public static List<String> toInfixExpressionList(String expression) {
        //定义一个list，存放中缀表达式对应的内容
        List<String> list = new ArrayList<>();
        int index = 0;  //索引  用于遍历表达式
        String str;    //对多位数的拼接
        char c;  //每遍历到一个字符，就放入c
        while (index < expression.length()) {
            //如果c是一个非数字，就需要加入到ls中
            if ((c = expression.charAt(index)) < 48 || (c = expression.charAt(index)) > 57) {
                list.add("" + c);
                index++;
            } else {
                //如果c是一个数字，那么需要拼接  考虑多位数
                str = "";  //先将str 置空
                while (index < expression.length() && (c = expression.charAt(index)) >= 48 && (c = expression.charAt(index)) <= 57) {
                    str += c;  //拼接
                    index++;
                }
                list.add(str);
            }
        }
        return list;
    }

    //将中缀表达式的list转换成后缀表达式的list
    public static List<String> parsuSuffixExpressionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        Stack<String> s1 = new Stack<>();   //符号栈
        List<String> s2 = new ArrayList<>();  //用来放数字
        //遍历ls
        for (String item : ls) {
            //如果是一个数，就加入到list集合中
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                //如果是右括号“）”，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为☞，此时将这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();   //！！！  将（弹出s1栈，这个动作就是消除小括号
            } else {
                //当item的优先级小于等于s1栈顶运算符的优先级时，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，反复做这个动作
                //问题  我们缺少一个比较优先级的方法
                while (s1.size() != 0 &&Operation1.getValue(s1.peek())>=Operation1.getValue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //将item压入s1栈中
                s1.push(item);
            }
        }

        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入到s2中
        while (s1.size()!=0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        return s2;   //注意因为时存放到list中，因此按顺序输出就是对应的后缀表达式对应的list
    }
}

//编写一个类，提供比较运算符优先级的方法   可以返回运算符对应的优先级
class Operation1 {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 2;
    private static int DIV = 2;

    //写一个方法， 返回对应的优先级数字
    public static int getValue(String operation) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}

